Download asociaciones de elementos del circuito

“ASOCIACIONES
DE
ELEMENTOS
DEL
CIRCUITO”
María Madero Gallardo
INDICE
0. INTRODUCCIÓN
1. ¿QUÉ SON ACTIVIDADES?
2. TIPOS DE ACTIVIDADES POR SU CONTENIDO
3. TIPOS DE ACTIVIDADES POR SU INTENCIÓN
4. ASOCIACIÓN DE ELEMENTOS DEL CIRCUITO
4.1.
INTRODUCCIÓN TEÓRICA ELECTRICIDAD
4.2.
INTRODUCCIÓN TEÓRICA
4.3.
PELIGROS DE LA CORRIENTE ELECTRICA
4.4.
ESTUDIO DE LAS IDEAS PREVIAS DE LOS ALUMNOS
4.5.
COMPROBACIÓN EXPERIMENTAL
4.6.
TEORÍA DE LA ASOCIACIÓN DE CIRCUITOS EN SERIE Y EN
PARALELO
4.7.
ACTIVIDADES
4.7.1. INICIACIÓN
4.7.2. DESARROLLO
4.7.3. AMPLIACIÓN
4.8.
DINÁMICA
INTRODUCCIÓN
El aprendizaje es un proceso que lleva a cabo el sujeto que aprende cuando
interactúa con el objeto y lo relaciona con sus experiencias previas, aprovechando
con el objeto y lo relaciona con sus experiencias previas, aprovechando su
capacidad de conocer para reestructurar sus esquemas mentales, enriqueciéndolos
con la incorporación de un nuevo material que pasa a formar parte del sujeto que
conoce.
El aprendizaje significativo se logra mediante actividades que el estudiante
pueda realizar y que le brinden cierta satisfacción cuando las realice, pero sobre
todo, que se relacionen con lo que aprende y con su propia experiencia, de modo
que integren experiencias de aprendizajes.
El aprendizaje que educa exige actividad del sujeto, él es quien debe realizar
el proceso de relacionar con sus experiencias previas al objeto, el nuevo material,
para incorporarlo a sus estructuras mentales, a sus hábitos, habilidades, actitudes y
valores, y debe tener razones para hacerlo (motivación).
Teniendo en cuenta la importancia de las actividades dentro del proceso de
enseñanza-aprendizaje, en la primera parte vamos a definir actividad y su
clasificación teniendo en cuenta dos tipos de clasificaciones, una clasificación
atendiendo a sus contenidos y otra clasificación atendiendo a su intención. La
segunda parte son distintas actividades para la unidad didáctica: Asociación de
elementos en el circuito (Corriente eléctrica).
¿ Qué son actividades?
1. ¿ Qué son actividades?
Son entendidas como: “todo conjunto de acciones de aula destinadas al desarrollo
de una unidad didáctica, con participación de los alumnos: debates, clases
magistrales, observaciones, experiencias de laboratorio , trabajos de campo,
etc.”
En su diseño, selección y utilización hay que tener en cuenta:
1. El nivel cognitivo de los alumnos
2. La existencia, explicitación y conocimiento, de las ideas previas
3. Una secuenciación de las actividades de manera ordenada, por orden lógico de
dificultad y aprendizaje de conocimientos.
4. La necesidad de un diseño de actividades y/o procesos de evaluación de la
secuencia de actividades.
Se pueden clasificar atendiendo a sus criterios:
• Tipos de actividades por su contenido
• Tipos de actividades por su intención
2. TIPOS DE ACTIVIDADES POR SU CONTENIDO
Por el contenido que pretendan estudiar se distinguen:
a. Conceptuales
b. Prodedimentales ( emisión de hipótesis, observación y
recogida de datos, diseños experimentales, realización de
experiencias o estudio de las realizadas al profesor, de
discusión de los resultados obtenidos, elaboración de
conclusiones , recogida y análisis de informaciones diversas
procedentes tanto de libros o textos sueltos, como de la
exposición oral por el profesor de determinadas cuestiones…)
c. Actitudinales
3. TIPOS DE ACTIVIDADES POR SU INTENCIÓN
Por la intención con la que se presentan pueden ser:
3.1.
ACTIVIDADES DE INICIACIÓN
3.1.1. Actividades de MOTIVACIÓN:
a. Relacionado con el tema con aspectos cotidianos
b. Mediante un debate relacionado con el tema
c. Realizando un resumen de un texto introductor
3.1.2 . Actividades de CONEXIÓN con el tema precedente y posterior, de tal
manera que el alumno pueda seguir un hilo conductor del curso, alcanzando una
visión global del mismo.
3.1.3. Actividades de EXPLICITACIÓN de los esquemas alternativos propios
de los alumnos. Para que se produzca el cambio conceptual es necesario que los
alumnos sean conscientes de cuáles son sus ideas. Así pues, el tiempo dedicado a
poner de manifiesto las ideas con las que interpretan los fenómenos estudiados será
amplio en muchas ocasiones, pero debemos ser conscientes de ello y no acelerar el
proceso.
3.2.
ACTIVIDADES DE DESARROLLO
3.2.1. Actividades de FAMILIARIZACIÓN CON LA METODOLOGÍA
CIENTÍFICA. Tanto en la resolución de problemas como e n la
realización de trabajos prácticos, procurando convertirlas en pequeñas
investigaciones o problemas. Así habrá que plantear actividades de:
a. Planteamiento del problema
b. Emisión de hipótesis
c. Derivación de consecuencias lógicas (operativación de la hipótesis)
d. Diseño experimental
e. Realización de experimentos
f. Análisis e interpretación de resultados
3.2.2. Actividades de INTRODUCCIÓN Y MANEJO DE LOS ASPECTOS
FÍSICOS. En los que se introducirán éstos a nivel cualitativo y se
propondrán definiciones operativas basadas en dichos conceptos
cualitativos. Habrá un uso reiterado de las nociones en juego hasta lograr
una correcta comprensión de los mismos. Se debe dedicar una atención
especial a la interpretación física de los datos numéricos.
3.2.3. Actividades de INTRODUCCIÓN DE MODELOS Y TEORÍAS
aceptados por la ciencia. En estos casos debemos distinguir entre lo que es
el modelo o teoría y los hechos que queremos explicar. Por otra parte, será
necesario que los alumnos vean que la teoría científica que se les presenta
es una alternativa a sus ideas previas y que ambas son contradictorias de
forma que no pueden aceptarse conjuntamente.
3.2.4. ACTIVIDADES CONFLICTIVAS, que les provoquen un conflicto
cognoscitivo, poniendo en cuestión sus ideas previas, mediante la discusión
de sus con sus compañeros o resolución de contraejemplos ( actividades
utilizadas para proporcionarle nuevas informaciones). Hay que ponerlos en
la disyuntiva de aceptar una u otra, siendo interesante subrayar el hecho de
que la teoría propuesta debe sustituir a sus ideas previas.
3.2.5. ACTIVIDADES DE CONFIRMACIÓN, con las que el estudiante tenga
oportunidad de aplicar esas nuevas informaciones en situaciones muy
diversas.
3.3.
ACTIVIDADES DE ACABADO
3.3.1. Como parte final del tema es muy importante la realización de:
a. Resúmenes y mapas conceptuales del mismo. Estas actividades les
ayudan en la realización de los procesos de reconciliación integradora.
b. Lo mismo ocurre con el ejercicio de autoevaluación que se pretende le
sirva para comprobar si han asimilado los aspectos básicos del tema.
c. Actividades formadas por una información escrita que se presenta bien
antes ( para su discusión o resolución), bien después ( para reforzar las
conclusiones) de las actividades, o al final del programa-guía (cuando se
trate de informaciones complementarias de interés para ampliar el
estudio de conceptos; normalmente se refiere a temas históricos, de
actualidad, tablas de datos, etc)
3.3.2. ACTIVIDADES DE RECUPERACIÓN. Ya sabemos la dificultad que
tiene subsistir las ideas intuitivas de los alumnos así que, es muy probable
que una parte de los mismo no lo consiga al terminar la secuencia de
actividades básicas. Estas actividades de recuperación se plantean para
volver a insistir en aquellos puntos que:
a. Prevemos especialmente conflictos, y aquellos otros que
b. Por su importancia es preciso asegurarnos que queden claros.
Estas actividades de recuperación, deben exigir la puesta en juego de habilidades,
conocimientos y capacidades semejantes a las del nivel básico. Su misión esencial es
la de permitir que los alumnos con carencias básicas en su formación anterior, o con
menor motivación, o con un ritmo de aprendizaje más lento, consigan a lo largo del
curso un esquema conceptual mínimo y coherente con el que interpretar la realidad
física, facilitándoles el aprendizaje de conceptos considerados como fundamentales.
En muchas ocasiones tienen misiones de refuerzo del aprendizaje de los conceptos
enseñados.
3.3.3. ACTIVIDADES DE PROFUNDIZACIÓN. A realizar por los
estudiantes más avanzados, al terminar la secuencia de actividades básicas.
Serán fundamentalmente de profundización en dificultades de tipo
matemático o en la presentación de aspectos de carácter más específicos.
4. ASOCIACIONES DE ELEMENTOS DEL CIRCUITO
¿Qué vamos a estudiar en este capítulo?
Cómo los elementos presentes en un circuito pueden asociarse unos con otros.
Conceptos que debe haber interiorizado el alumno para la comprensión de este
capítulo
Diferencia de Voltaje, Resistencia, Generador, Fuerza electromotriz, Circuito
eléctrico, Intensidad de corriente, Ley de Ohm.
Preguntas de motivación
¿Cómo crees que están conectados los aparatos eléctricos en tu casa?
¿Por qué un interruptor sólo encienda luces de manera selectiva?
Esquema del capítulo:
1) Introducción histórica de la electricidad
2) Introducción teórica
3) Peligro de la corriente eléctrica
4) Estudio de las ideas previas de los alumnos
5) Comprobación experimental
6) Teoría de la asociación de circuitos en serie y en paralelo
7) Actividades
a. Iniciación
b. Desarrollo
c. Ampliación
8) Dinámica
4.1.
INTRODUCCIÓN HISTORIA DE LA ELECTRICIDAD
1600 - 1900
Thales de Miletus (630-550 AC) fue el primero, que cerca del 600 AC, conociera el
hecho de que el ámbar, al ser frotado adquiere el poder de atracción sobre algunos
objetos.
Sin embargo fue el filósofo Griego Theophrastus (374-287 AC) el primero, que en
un tratado escrito tres siglos después, estableció que otras sustancias tienen este
mismo poder, dejando así constancia del primer estudio científico sobre la
electricidad.
En 1600
La Reina Elizabeth I ordena al Físico Real William Gilbert (1544-1603) estudiar
los imanes para mejorar la exactitud de las Brújulas usadas en la navegación, siendo
éste trabajo la base principal para la definición de los fundamentos de la
Electrostática y Magnetismo.
Gilbert fue el primero en aplicar el término Electricidad del Griego "elektron" =
ámbar.
Gilbert es la unidad de medida de la fuerza magnetomotriz.
Brújula de 1562
En 1672
El Físico Alemán Otto von Guericke (1602-1686) desarrolló la primera máquina
electrostática para producir cargas eléctricas.
Máquina que consiste de una esfera de azufre torneada, con una manija a través de la
cual, la carga es inducida al posar la mano sobre la esfera.
Guericke
En 1733
El francés Francois de Cisternay Du Fay (1698 - 1739) fue el primero en identificar
la existencia de dos cargas eléctricas, las cuales denominó electricidad vitria y
resinosa:
Positiva y Negativa.
En 1745
Se desarrolla lo que daría paso al Condensador Eléctrico, la botella de Leyden por E.
G. Von Kleist (1700-1748) y Pieter Van Musschenbroeck (1692-1761) en la
Universidad de Leyden, con esta botella se almacenó electricidad estática.
Musschenbroeck
Botella de Leyden
En 1752
Benjamín Franklin (1706-1790) demostró la naturaleza eléctrica de los rayos.
Desarrolló la teoría de que la electricidad es un fluido que existe en la materia y su
flujo se debe al exceso o defecto del mismo en ella. Invento el pararrayos.
En 1780 inventa los lentes Bifocales.
Franklin
En 1766
El Químico Joseph Priestley (1733-1804) prueba que la fuerza que se ejerce entre
las cargas eléctricas varía inversamente proporcional a la distancia que la separa.
Priestley demostró que la carga eléctrica se distribuye uniformemente en la
superficie de una esfera hueca, y que en el interior de la misma, no hay un campo
eléctrico, ni una fuerza eléctrica.
Priestley descubrió el oxígeno.
Priestley
En 1776
Charles Agustín de Coulomb (1736-1806) inventó la balanza de torsión con la cual,
midió con exactitud la fuerza entre las cargas eléctricas y corroboró que dicha fuerza
era proporcional al producto de las cargas individuales e inversamente proporcional
al cuadrado de la distancia que las separa.
Coulomb es la unidad de medida de Carga eléctrica.
En 1800
Alejandro Volta (1745-1827) construye la primera celda Electrostática y la batería
capaz de producir corriente eléctrica. Su inspiración le vino del estudio realizado por
el Físico Italiano Luigi Galvani (1737-1798) sobre las corrientes nerviosas-eléctricas
en las ancas de ranas.
Galvani propuso la teoría de la Electricidad Animal, lo cual contrarió a Volta, quien
creía que las contracciones musculares eran el resultado del contacto de los dos
metales con el músculo.
Sus investigaciones posteriores le permitieron elaborar una celda química capaz de
producir corriente continua, fue así como desarrollo la Pila.
Volt es la unidad de medida del potencial eléctrico (Tensión).
Desde 1801 a 1815
Sir Humphrey Davy (1778-1829) desarrolla la electroquímica (nombre asignado por
él mismo), explorando el uso de la pila de Volta o batería, y tratando de entender
como ésta funciona.
En 1801 observa el arco eléctrico y la incandescencia en un conductor energizado
con una batería.
Entre 1806 y 1808 publica el resultado de sus investigaciones sobre la electrólisis,
donde logra la separación del Magnesio, Bario, Estroncio, Calcio, Sodio, Potasio y
Boro.
En 1807 fabrica una pila con más de 2000 placas doble, con la cual descubre el Cloro
y demuestra que es un elemento, en vez de un acido.
En 1815 inventa la lámpara de seguridad para los mineros.
Sin ningún lugar a duda, el descubrimiento más importante lo realiza ese mismo año,
cuando descubre al joven Michael Faraday y lo toma como asistente.
Lámpara de Seguridad de Davy
En 1812
El matemático Francés Simeón-Denis Poisson (1781-1849) publicó su trabajo más
importante relacionado con la aplicación matemática a la Electricidad y Magnetismo,
describiendo la leyes de la electrostática.
Poisson
En 1819
El científico Danés Hans Christian Oersted (1777-1851) descubre el
electromagnetismo, cuando en un experimento para sus estudiantes, la aguja de la
brújula colocada accidentalmente cerca de un cable energizado por una pila voltaica,
se movió. Este descubrimiento fue crucial en el desarrollo de la Electricidad, ya que
puso en evidencia la relación existente entre la electricidad y el magnetismo.
Oersted es la unidad de medida de la Reluctancia Magnética.
En 1820
Jean-Baptiste Biot (1774-1862) y Felix Savart (1791-1841) Franceses, determinan
la conocida ley de Biot-Savart mediante la cual, calculan la fuerza que ejerce un
campo magnético sobre una carga eléctrica y definen que la intensidad del campo
magnético producido por una corriente eléctrica es inversamente proporcional al
cuadrado de la distancia.
Biot
En 1823
William Sturgeon (1753-1850) Inglés construye el primer electroimán.
Electroimán
En 1823
Andre-Marie Ampere (1775-1836) establece los principios de la electrodinámica,
cuando llega a la conclusión de que la Fuerza Electromotriz es producto de dos
efectos: La tensión eléctrica y la corriente eléctrica. Experimenta con conductores,
determinando que estos se atraen si las corrientes fluyen en la misma dirección, y se
repelen cuando fluyen en contra.
Ampere produce un excelente resultado matemático de los fenómenos estudiados por
Oersted.
Ampere es la unidad de medida de la corriente eléctrica.
En 1826
El físico Alemán George Simon Ohm (1789-1854) fue quien formuló con exactitud
la ley de las corrientes eléctricas, definiendo la relación exacta entre la tensión y la
corriente. Desde entonces, esta ley se conoce como la ley de Ohm.
Ohm es la unidad de medida de la Resistencia Eléctrica.
R= V / I
En 1828
El matemático Inglés George Green (1793-1841) publicó el trabajo "An Essay on
the Application of Mathematical Analysis to the Theories of Electricity and
Magnetism" en el cual amplió el trabajo de Poisson obteniendo una solución general
para el cálculo de los potenciales.
Commemorado con una placa en el piso de la abadía de Westminster.
En 1828
El Americano Joseph Henry (1799-1878) perfeccionó los electroimanes, observó
que la polaridad cambiaba al cambiar la dirección del flujo de corriente, y desarrolló
el concepto de Inductancia Propia. En 1846 fue nombrado como el primer Director
del Museo Smithsonian.
Henry
Bobinas de Henry
En 1831
Michael Faraday (1791-1867) a los 14 años trabajaba como encuadernador, lo cual
le permitió tener el tiempo necesario para leer y desarrollar su interes por la Física y
Química. A pesar de su baja preparación formal, dió un paso fundamental en el
desarrollo de la electricidad al establecer que el magnetismo produce electricidad a
través del movimiento.
Faradio es la unidad de medida de la Capacitancia Eléctrica.
La tensión inducida en la bobina que se mueve en campo magnético no uniforme fue
demostrada por Faraday, en un aparato como el que se muestra.
Faraday
Primer Generador Eléctrico
En 1835
Samuel F.B. Morse (1791-1867), mientras regresaba de uno de sus viajes, concibe la
idea de un simple circuito electromagnético para transmitir información, El
Telégrafo.
En 1835 construye el primer telégrafo.
En 1837 se asocia con Henry y Vail con el fin de obtener financiamiento del
Congreso de USA para su desarrollo, fracasa el intento, prosigue solo, obteniendo el
éxito en 1843, cuando el congreso le aprueba el desarrollo de una línea de 41 millas
desde Baltimore hasta el Capitolio en Washington D.C.
La cual construye en 1844.
Morse
“Transmisor y receptor desarrollados 1844 por Morse. Museo Smithsonian"
Primer Mensaje transmitido
En 1858 ATC The American Telegraph Company construye el primer cable
transatlántico desde la costa este de USA hasta Irlanda.
En 1840-42
James Prescott Joule (1818-1889) Físico Inglés, quien descubrió la equivalencia
entre trabajo mecánico y la caloría, y el científico Alemán Hermann Ludwig
Ferdinand Helmholtz (1821-1894), quien definió la primera ley de la
termodinámica demostraron que los circuitos eléctricos cumplían con la ley de la
conservación de la energía y que la Electricidad era una forma de Energía.
Adicionalmente, Joule inventó la soldadura eléctrica de arco y demostró que el calor
generado por la corriente eléctrica era proporcional al cuadrado de la corriente.
Joule es la unidad de medida de Energía.
Joule
Helmhotz
En 1845
Gustav Robert Kirchhoff (1824-1887) Físico Alemán a los 21 años de edad,
anunció las leyes que permiten calcular las corrientes, y tensiones en redes eléctricas.
Conocidas como Leyes de Kirchhoff I y II.
Estableció las técnicas para el análisis espectral, con la cual determinó la
composición del sol.
Kirchhoff
En 1847
William Staite (1809-1854) Inglés recibió el crédito por el desarrollo de la Lámpara
de Arco. Estas lámparas fueron comercialmente utilizadas a partir de 1876 con las
mejoras introducidas por el Ruso Paul Jablochkoff (1847-1894).
Experimentado su apogeo entre 1880 y 1890.
Lámparas de Arco
En 1854
El matemático Inglés William Thompson (Lord Kelvin) (1824-1907), con su
trabajo sobre el análisis teórico sobre transmisión por cable, hizo posible el desarrollo
del cable transatlántico.
En 1851 definió la Segunda Ley de la Termodinámica.
En 1858 Inventó el cable flexible.
Kelvin es la unidad de medida de temperatura absoluta.
Lord Kelvin
En 1859
El Científico Alemán Julius Plücker (1801-1868) descubrió los Rayos Catódicos.
Julius Plücker
En 1868
El Científico Belga Zénobe-Théophile Gramme (1826-1901) construyó la primera
máquina de corriente continua El Dinamo punto de partida de la nueva industria
eléctrica. En 1870 patentó la teoría de la Máquina magneto-eléctrica para producir
corriente continua.
Gramme
Dinamo
En 1870
James Clerk Maxwell (1831-1879) Matemático Inglés formuló las cuatros
ecuaciones que sirven de fundamento de la teoría Electromagnética. Dedujo que la
Luz es una onda electromagnética, y que la energía se transmite por ondas
electromagnéticas a la velocidad de la Luz
Maxwell es la unidad del flujo Magnético.
En 1876
Alexander Graham Bell (1847-1922) Escocés-Americano inventó el Teléfono.
Bell
En 1879
El Físico Inglés Joseph John Thompson (1856-1940) demostró que los rayos
catódicos estaban constituido de partículas atómicas de carga negativas la cual el
llamo ¨Corpúsculos¨ y hoy en día los conocemos como Electrones.
En 1881
Thomas Alva Edison (1847-1931) produce la primera Lámpara Incandescente con
un filamento de algodón carbonizado. Este filamento permaneció encendido por 44
horas.
En 1881 desarrolló el filamento de bambú con 1.7 lúmenes por vatios. En 1904 el
filamento de tungsteno con una eficiencia de 7.9 lúmenes por vatios. En 1910 la
lámpara de 100 w con rendimiento de 10 lúmenes por vatios.
Hoy en día, las lámparas incandescentes de filamento de tungsteno de 100 w tienen
un rendimiento del orden de 18 lúmenes por vatios.
En 1882 Edison instaló el primer sistema eléctrico para vender energía para la
iluminación incandescente, en los Estados Unidos para la estación Pearl Street de la
ciudad de New York.
El sistema fue en CD tres hilos, 220-110 v con una potencia total de 30 kw.
En 1884
Heinrich Rudolf Hertz (1847-1894) demostró la validez de las ecuaciones de
Maxwell y las reescribió, en la forma que hoy en día es conocida.
En 1888 Hertz recibió el reconocimiento por sus trabajos sobre las Ondas
Electromagnéticas: propagación, polarización y reflexión de ondas.
Con Hertz se abre la puerta para el desarrollo de la radio.
Hertz es la unidad de medida de la frecuencia.
En 1884
John Henry Poynting (1852-1914) Físico Inglés, alumno de Maxwell. Publicó un
artículo en el cual demostró que el flujo de Energía podía calcularse mediante una
ecuación que representa la interrelación entre el campo Eléctrico y Magnético.
Ecuación que representa el llamado Vector de Poynting
Poynting
En 1888
Nikola Tesla (1857-1943) Serbio-Americano inventor e investigador quien
desarrolló la teoría de campos rotantes, base de los generadores y motores polifásicos
de corriente alterna.
A Tesla se le puede considerar, sin ninguna duda, como padre del sistema eléctrico
que hoy en día disfrutamos.
Tesla es la unidad de medida de la densidad de flujo magnético.
Tesla
Motor C.A.
Algunas de sus patentes (+700):
En 1888 Motor de inducción, la mejora del dinamo, el método para convertir y
distribuir corrientes eléctricas.
En 1890 el Motor de corriente alterna.
En 1892 el Sistema de transmisión de potencia.
En 1894 el Generador eléctrico.
En 1896 el Equipo para producir corrientes y tensiones de alta frecuencia.
En 1897 mejoras en el transformador eléctrico.
Los derechos de sus patentes sobre sus sistemas de corriente alterna, transformadores,
motores y generadores, los vendió a George Westinghouse (1846-1914) fundador de
Westinghouse Company, pionera en el desarrollo comercial de la corriente alterna.
En 1893 en la feria de Chicago Westinghouse y Tesla presentaron todo un sistema
eléctrico en CA a escala a fin de demostrar sus bondades.
George Westinghouse
En 1895 Westinghouse pone en servicio la Primera planta de Generación de
Electricidad comercial en C.A. La Planta del Niágara.
Feria de Chicago 1893
4.2.
Niágara
INTRODUCCIÓN TEÓRICA
El comportamiento del circuito va a depender muy fuertemente de la forma en que se
conecten sus distintos elementos. Básicamente existen dos tipos de asociaciones de
circuitos: en serie y en paralelo (figura 1).
Figura 1
La conexión en serie de elementos en los circuitos se realiza situándolos uno a
continuación de otro. Por ejemplo, en la figura de la izquierda las bombillas están
conectadas en serie. Solo hay un camino por el que pasa la corriente eléctrica
Un circuito paralelo, es aquel que tiene conectados los terminales de sus receptores
unidos entre sí. En la figura de la derecha, las bombillas están conectadas en paralelo.
En los circuitos en paralelo la corriente que atraviesa la pila se reparte por varios
caminos donde están los receptores colocados en paralelo.
4.3.
PELIGROS DE LA CORRIENTE ELECTRICA
Los peligros eléctricos los podemos dividir en dos grupos:
- Efectos del accidente eléctrico
- Efectos sobre el cuerpo humano
EFECTOS DE UN ACCIDENTE ELÉCTRICO:
Choque eléctrico:
• Producido por contacto directo o proximidad a circuitos energizados.
• Efectos de tipo nervioso, contracción muscular, desvanecimiento y paro
cardíaco.
Quemaduras por corriente eléctrica:
• Son debidas al paso de la corriente eléctrica a través del cuerpo.
• Quemaduras en tejidos órganos y nervios a nivel superficial e interno.
Gases:
• Debidos a las altas temperaturas alcanzadas en el arco eléctrico.
• Pueden ir acompañados de partículas de material y/o proyecciones.
Bola de fuego:
• Fenómeno de llama directa ocurrido durante la aparición del arco
eléctrico.
• No alcanza mucha distancia.
Energía radiante:
• Onda electromagnética de energía debida al arco eléctrico.
• Velocidad de 300.000 Km/s a una temperatura de 19500ºC.
EFECTOS SOBRE EL CUERPO HUMANO:
Dependen de la INTENSIDAD DE LA CORRIENTE que atraviesa el
cuerpo y dependen de la DURACION DEL CONTACTO.
En la intensidad intervienen además varios factores:
• Tension del conductor
• Contacto
• Estado del sujeto
CORRIENTE
EFECTO
Hasta 1 mA
Imperceptible para el hombre
2 a 3 mA
Sensación de hormigueo
3 a 10 mA
El sujeto se desprende del contacto
10 a 50 mA
No es mortal durante poco tiempo
50 a 500 mA
Fibrilaciones y quemaduras interna
> 500 mA
Muerte por parálisis en centros
nerviosos
4.4.
ESTUDIO DE LAS IDEAS PREVIAS DE LOS ALUMNOS
Conexiones en serie:
1)¿Cuál de las dos bombillas brillará más? ¿Qué
podemos decir acerca de la intensidad de
corriente que las recorre?
2)¿Lucirán igual las dos bombillas en serie que si
tuviéramos sólo una bombilla en el circuito?
3)¿Qué crees que ocurrirá si se desconecta una de
las bombillas?
1)¿Cómo será el voltaje con respecto al voltaje en
los bornes de la pila?
a)igual
b)mayor
c)menor
Conexiones en paralelo:
1)¿Cuál de las dos bombillas brillará más? ¿Qué
podemos decir acerca de la intensidad de corriente que
las recorre?
2)¿Lucirán igual las dos bombillas en serie que si
tuviéramos sólo una bombilla en el circuito?
3)¿Qué crees que ocurrirá si se desconecta una de las
bombillas?
1)¿Cómo será el voltaje con respecto al voltaje en los
bornes de la pila?
a)igual
b)mayor
c)menor
4.5.
COMPROBACIÓN EXPERIMENTAL
En clase, el profesor monta un circuito en serie y otro en paralelo, aprovechando para
repasar los conceptos estudiados en capítulos anteriores (circuito cerrado, elementos
de un circuito, etc.). Circuitos a fabricar:
- Circuito sencillo con una bombilla
- Circuito de dos bombillas conectadas en paralelo
- Circuito de dos bombillas conectadas en serie
¿Qué observamos?
Cuando dos bombillas están asociadas en serie la intensidad de corriente se mantiene
constante a lo largo del circuito. Si las bombillas son iguales, lucen con la misma
intensidad pero menos que si tuviéramos una única bombilla aislada. La luz que
emiten las bombillas es un reflejo de la intensidad que pasa por ellas (cuanta más
intensidad atraviesa una bombilla, más luz da), El voltaje en las bombillas es menor
que en los bornes de la pila. Si se desconecta una de las bombillas, la otra deja de
funcionar.
Cuando dos bombillas están asociadas en paralelo, si las bombillas son iguales, se
encienden igual y también igual que en un circuito simple (bombilla aislada). El
voltaje es el mismo a lo largo de todo el circuito. Si desconectamos una, las otras
siguen encendidas.
4.6.
TEORÍA DE LA ASOCIACIÓN DE CIRCUITOS EN SERIE Y EN
PARALELO
Asociaciones en serie
En esta disposición los valores totales de resistencia, corriente y voltaje presentan
unas determinadas características que vamos a tratar a continuación.
Figura 2
Como hemos visto experimentalmente al poner otra bombilla en serie en el circuito,
la que había luce con menor intensidad. ¿Y por qué el circuito es recorrido por menor
intensidad? Intentemos explicar este hecho de una forma cualitativa. Como vimos, la
resistencia se puede definir como la oposición al flujo de corriente. Pues bien, al
conectar varias bombillas en serie, el flujo de corriente encuentra una mayor
resistencia a su paso al haber aumentado la longitud, el camino, que tiene que
recorrer. Cuantas más bombillas conectes en un circuito en serie, mayor oposición
encontrará la corriente, y menos brillarán las bombillas.
Por otra parte, como hemos podido comprobar en el experimento anterior, la
intensidad de corriente en un circuito en serie es siempre la misma en cualquier parte
de él. Por ello, todas las bombillas conectadas en serie en un circuito brillan con la
misma intensidad, lo que se puede resumir con la siguiente fórmula:
I = I1 = I 2
A continuación vamos a estudiar qué le pasa al voltaje cuando los elementos de un
circuito se conectan en serie. En un circuito en serie, la corriente que circula por cada
resistencia provoca en ellas una caída de tensión (en voltios) proporcional al valor de
dicha resistencia (en ohmios), por tanto, el voltaje (caída de tensión) en las
resistencias de un circuito serie, al contrario de lo que sucede con la corriente, varía
según el valor de cada una de ellas. Cada resistencia presenta una diferencia de
potencial distinta, que dependerá, según la ley de Ohm, de los valores de cada
resistencia. Podemos decir que la fuerza electromotriz generada por el generador se
reparte entre los distintos elementos. En cualquier caso, como hemos podido
comprobar experimentalmente, la suma total de los valores de voltaje en las
resistencias es siempre igual al valor del voltaje de la fuente:
V = V1 +V2 .
Así, por ejemplo, si un circuito en serie posee dos resistencias, en las cuales caen 6 y
4 voltios respectivamente, la suma de ambas caídas nos da el valor del voltaje de la
fuente (E), en este caso E=6+4=10V. Si solo disponemos de bombillas que soportan
un máximo de 1.5 V, y de una pila de 4.5 V para formar un circuito, habría que
conectar tres de ellas en serie para que cada una soporte la diferencia de potencial
adecuada de 1,5 V. Si se pusiera una sola, el voltaje sería el triple del debido; por
tanto, pasaría una intensidad tres veces superior y la bombilla se fundiría.
A partir de las deducciones anteriores a partir de nuestros datos experimentales,
podemos calcular cuál será el valor de esa nueva resistencia total o resistencia
equivalente que tendrá que superar la corriente eléctrica al atravesar un circuito en
serie. La figura 2 nos mostraba un circuito en serie. Podemos aplicar la ley de Ohm
para la resistencia equivalente y para cada una de las resistencias individuales.
Figura 3
(1) Ve = I·Re
(2) V1 = I·R1
(3) V2 = I·R2
Llegamos, usando la ecuación de arriba a: Ve = V1 + V2 => I·Re = I·R1 + I·R2 y,
sacando factor común obtenemos: I·Re = I·(R1 + R2), que tras simplificar I, nos
permite obtener:
Re = R1 + R2
Es decir, la resistencia equivalente a varias resistencias en serie, es la suma de ellas.
Si en el circuito los elementos están conectados en serie, las resistencias se suman, y
ese valor es la oposición total que ofrecen al paso de la corriente. Es indiferente el
número de resistencias que agrupe el circuito, si todas están en serie con la fuente,
todas ellas se suman siempre para calcular el valor total de resistencia. La resistencia
total del circuito es la suma de las resistencias que lo componen.
Por ejemplo, si el circuito presenta dos resistencias en serie, una de 12 ohmios (R1) y
la otra de 8 ohmios (R2), la resistencia total del circuito (Rt) será de 20 ohmios.
Figura 4
Por último, para entender el por qué en un circuito en serie si una bombilla se funde
el resto que están asociadas en serie a ella dejan de funcionar sólo tenemos que tener
en mente que el circuito en serie es un camino completo la corriente eléctrica tiene un
solo camino posible. Si una bombilla se funde, el flujo de electricidad se rompe
porque se ha abierto el circuito y la corriente ya no puede seguir su camino. Del
mismo modo, si una bombilla se desatornillara, el flujo de corriente a ambas
bombillas se interrumpiría.
Pregunta de ampliación: Disponemos de bombillas de 5.5 V para un belén. ¿Cuántas
debemos conectar en serie para poder enchufarlas a 220 V?
Asociaciones en paralelo
Cuando conectamos resistencias en paralelo, la corriente tiene más de un camino para
seguir.
Figura 5
Como hemos visto experimentalmente, en un circuito en paralelo cada bombilla sigue
teniendo la misma intensidad de corriente fluyendo a través de ella que si sólo
hubiera una bombilla conectada. Como la corriente se divide, esto significa que a la
salida o entrada de la conexión al generador la intensidad debe ser el doble. Luego
por cada bombilla en paralelo pasa una intensidad menor que la total del circuito. ¿Y
por qué el circuito es recorrido por más intensidad? En realidad, como los conectores
de las bombillas salen del mismo punto y llegan también al mismo punto, se ha
puesto entre los puntos Ay B una resistencia de doble grosor que cuando había una
sola bombilla entre esos puntos. Recordando la expresión de la resistencia de un hilo
conductor, el valor de esta se habrá reducido a la mitad, con lo que, según la ley de
Ohm, se duplicará la intensidad.
R´=R/2I´=V/R´=V/R/2=2I
Cuando estudiamos los circuitos en serie aprendimos que al conectar resistencias en
serie aumentaba la oposición al flujo de corriente. Sin embargo, conectando
resistencias en paralelo estamos dando caminos a la corriente, es decir, reducimos la
oposición: dos resistencias iguales conectadas en paralelo permiten conducir el doble
de corriente que una sola, por tanto, la resistencia total es menor que la de una sola.
La corriente en cada una de las ramas de un circuito paralelo no siempre es la misma,
y depende del valor de las resistencias conectadas a ellas. La intensidad total es la
suma de las intensidades de cada rama.
IT = I1 + I
El voltaje existente en los extremos de cada una de las resistencias conectadas en
paralelo es siempre el mismo, y cada bombilla tiene el voltaje completo de la batería
ya que todos están conectados entre los mismos puntos del circuito.
VT = V1 = V2
A partir de las deducciones anteriores y aplicando la ley de Ohm podemos calcular
cuál será el valor de la nueva resistencia total o resistencia equivalente que tendrá que
superar la corriente eléctrica al atravesar un circuito en paralelo. En la figura 5 se
muestra un circuito en paralelo. La intensidad, I, que circula por ambas resistencias se
bifurca en dos valores, I1 e I2, que dependerán de los valores de las resistencias. Por
otro lado, vemos como ambas resistencias están sometidas a la misma diferencia de
potencial V . Para calcular la resistencia equivalente debemos tener en cuenta que,
como la equivalente sustituye a ambas, la diferencia de potencial de la equivalente,
debe ser la misma que la de R1 y R2.
Figura 6
Teniendo en cuenta lo anterior, podemos aplicar la ley de Ohm para la resistencia
equivalente y para cada una de las resistencias individuales:
(1) V = I·Re
(2) V = I1·R1
(3) V = I2·R2
De aquí obtenemos:
(1) V/Re = I
(2) V/R1 = I1
(3) V/R2 = I2
Llegamos, usando la ecuación de arriba a: I = I1 + I2 => V/Re = V/R1 + V/R2 y,
sacando factor común obtenemos: V/Re = V(1/R1 + 1/R2), que tras simplificar V, nos
permite obtener:
1/Re = 1/R1 + 1/R2
Es decir, el inverso de la resistencia equivalente a varias resistencias en paralelo, es la
suma de los inversos de dichas resistencias. Por tanto las resistencias en paralelo, al
contrario de lo que sucede cuando se conectan en serie, no se suman, sino que ven
reducido su valor, de tal forma que la resistencia total del circuito será siempre
inferior a la menor de ellas.
Por último, intentaremos explicar el por qué en un circuito en paralelo, aunque falte
o se funda alguna de las bombillas, las demás siguen funcionando. Debido a los
varios caminos que puede seguir la corriente en la conexión en paralelo, el
funcionamiento de cada elemento es independiente del de los demás y aunque una
bombilla se estropee, la otra puede seguir funcionando, porque cada bombilla tiene
conexiones directas con la batería y sigue habiendo un circuito completo.
Actividad de Ampliación: ¿Cómo están conectados a la red eléctrica los aparatos
que tenemos en casa?
La gran mayoría de instalaciones, tanto domésticas como industriales, presentan
circuitos en paralelo. Si tenéis una lámpara encendida conectada a un enchufe, puedes
conectar en el mismo un aparato de música y la lámpara sigue funcionando. Cada uno
de estos aparatos es una resistencia que vamos conectando en paralelo en un circuito
conforme los vamos encendiendo. El número de aparatos que podemos conectar en
paralelo al mismo enchufe tiene un límite: cada vez que enchufamos un aparato
aumentamos el grosor de la resistencia en casa, con lo que la intensidad general se va
haciendo más grande, hasta que llega un momento en que el interruptor automático
que limita la intensidad de entrada salta y corta la corriente.
Todos estos aparatos tienen aplicada la misma tensión (220 voltios),
pero las corrientes que circulan por cada rama son diferentes,
porque cada aparato ofrece distinta resistencia al paso de la
corriente eléctrica
Algo que debemos tener en cuenta en los circuitos en paralelo, es que las resistencias
tienen que estar diseñadas para trabajar con el mismo voltaje. Por ejemplo, en el
hogar todos los electrodomésticos funcionan con el mismo voltaje (en España es de
220 voltios), si alguno de ellos utilizase 125 voltios, al conectarlo a la red de 220 no
funcionaría o lo haría defectuosamente (circularía una corriente insuficiente).
ESQUEMA RESUMEN DEL CAPÍTULO
4.5. ACTIVIDADES
4.5.1. ACTIVIDADES DE INICIACIÓN
1. Para que comprendas mejor la ley de Ohm, vamos a poner un ejemplo sencillo.
Vamos a suponer un circuito que tiene una pila de 4,5 V (voltios) y una
bombilla, cuya resistencia es de 2 ohmios. Nos piden calcular la intensidad
(amperios) que pasa por el circuito.
2. Ahora vamos a suponer un circuito como el de la siguiente ilustración. Como
ves, está formado por la pila de 4,5 V, un motor del que desconocemos su
resistencia y un amperímetro que indica una lectura de 0,1 A. Vamos a calcular
la resistencia del motor.
3. Sabiendo que la resistencia de la bombilla son 3 ohmios y la tensión de la pila
6 V. Calcula la intensidad de corriente que atraviesa el circuito.
4. Sabiendo que la resistencia de la bombilla son 3 ohmios y la corriente que
atraviesa el circuito es de 1 A. Calcula la tensión de la pila.
5. Calcula la resistencia de la bombilla si la corriente que atraviesa el circuito son
2 A, y la tensión de la pila son 4 V.
6. Rosa tiene una batería, un interruptor y dos bombillas. Quiere conectar dichos
elementos de manera que cuando pulse el interruptor las dos bombillas luzcan.
Dibuja cómo podría hacerlo.
4.5.2. ACTIVIDADES DE DESARROLLO
7. Una tira de luces de navidad tiene 24 bombillas de 50 Ω cada una conectadas
en serie. a) Dibuja un esquema de la conexión a un enchufe de 220 V. b)
Calcula la resistencia total y dibuja el circuito equivalente.
8. En el salón de casa hay una lámpara de pie con tres bombillas, todas de 220 V
y de resistencia 1200 Ω . a) Dibuja el esquema de la conexión. b) Calcula la
resistencia total y dibuja la conexión equivalente.
9. Por una bombilla, conectada a una pila de 4,5V, circula una intensidad de 0,3
A. Determina la resistencia del filamento de la bombilla y la intensidad que la
recorrerá si la conectamos a dos pilas (en serie) de 1,5 V.
10.Dibuja simbólicamente un circuito con una pila y una bombilla. Dibuja
también simbólicamente cómo deben conectarse un amperímetro y un
voltímetro.
11.Una alargadera mide 5 m de longitud, y el cable de cobre tiene 1,6 mm de
diámetro. Determina su resistencia eléctrica y la diferencia de potencial entre
sus extremos cuando circula por él una corriente de 10 A.
12.¿Cuántas vueltas de un cable de cobre de 1 mm de diámetro hay que arrollar
sobre un cilindro de porcelana de 2,5 cm de radio para obtener una resistencia
de 40 ohmios?
13.Tenemos una bombilla con la inscripción 100 W y 220 V.
a)
¿Qué resistencia tiene? ¿Qué intensidad circula por la misma?
b)
Se conecta la misma bombilla a 125 V. ¿Qué intensidad circulará por la
misma? ¿Qué resistencia tendrá?
4.5.3. ACTIVIDADES DE AMPLIACIÓN
14. Un hilo de cobre de resistencia R se corta en cuatro partes iguales y se conectan
en paralelo. ¿ Cuál es ahora la resistencia del conjunto, comparada con la resistencia
inicial?
15. Dos resistencias de 10 ohmios y 5 ohmios están en serie. A su vez, se conecta con
otra resistencia de 30 ohmios en paralelo con ellas. Realiza un dibujo y halla la
resistencia equivalente del conjunto. Si se conectan a una diferencia de potencial de
20 V, halla la intensidad de la corriente que circula por cada una de las resistencias y
por el generador.
16. Dos resistencias de 6 ohmios y 12 ohmios están en paralelo. A su vez, se conecta
con otra resistencia de 30 ohmios en serie con ellas. Realiza un dibujo y halla la
resistencia equivalente del conjunto. Si se conectan a una diferencia de potencial de
20 V, halla la intensidad de la corriente que circula por cada una de las resistencias y
por el generador.
17. Una lámpara de 50W está conectada a 220 V. Determina la resistencia del
filamento y la intensidad que lo atraviesa. Calcula el gasto si la tenemos encendida
durante 10 horas, estimando que 1 kW·h cuesta alrededor de 0,08 euros.
18. Antiguamente en algunas casas existía corriente a 125 V. Si una de las bombillas
actuales se conecta a dicha corriente, ¿qué ocurrirá? ¿ Se alterará su resistencia, su
intensidad o su potencia? Justifícalo con fórmulas.
19. Se tienen 6 pilas iguales de 1,5 V de f.e.m. y 0,1 ohmios de resistencia interna.
Determina la f.e.m. equivalente y la resistencia interna cuando: A) se conectan todas
en serie. B) se conectan todas en paralelo.
20. Tenemos una resistencia de 100 ohmios conectada a una diferencia de potencial
de 220 V, determinar:
a)
¿Cuánto vale la intensidad máxima que circula por ella?
b)
¿Cuánta potencia disipa la resistencia?
c)
¿Cuánto calor desprende en 2 h?
21. Se conectan en serie dos resistencias, una de 250 W y otra de 350 W, en serie.
Determinar:
a)
La resistencia equivalente del conjunto de ambas.
b)
La intensidad que circula por el circuito si se conecta a una pila de
c)
La potencia total.
4,5 V.
22. Comentar el siguiente artículo:
“Un circuito eléctrico que funciona sin más electricidad que la de un árbol”
Los árboles generan electricidad, en cantidades pequeñas pero medibles. Tal
como han demostrado unos investigadores de la Universidad de Washington,
existe electricidad suficiente en los árboles para hacer funcionar un circuito
eléctrico.
(NC&T) Un estudio efectuado el año pasado en el Instituto Tecnológico de
Massachusetts desveló que los vegetales pueden generar un voltaje de hasta 200
milivoltios si se coloca un electrodo en el vegetal y el otro en el suelo circundante.
Desde entonces, estos investigadores han establecido una compañía para desarrollar
sensores forestales que explotan esta nueva fuente de energía.
Babak Parviz de la Universidad de Washington y su equipo de la misma
universidad han profundizado en la investigación académica en el campo de la
energía de los árboles, y el fruto de sus esfuerzos es que, por primera vez, han
logrado hacer funcionar un circuito sólo con dicha energía.
Carlton Himes se ocupó de buscar árboles idóneos. Colocando clavos en ellos y
conectando un voltímetro, descubrió que los arces de la especie Acer macrophyllum,
comunes en el área de la Universidad de Washington, generan un voltaje estable de
hasta unos cientos de milivoltios.
Posteriormente, el equipo de investigación del que Himes forma parte construyó un
dispositivo que podía funcionar con dicha energía. Brian Otis dirigió el desarrollo de
un convertidor elevador, un dispositivo que toma un voltaje de entrada muy bajo y lo
acumula para producir un valor de salida mayor. El convertidor elevador hecho
especialmente para este proyecto funciona con un voltaje de entrada tan bajo como 20
milivoltios, que es muy inferior al mínimo aceptable por cualquiera de los
convertidores elevadores comunes. Este convertidor para árboles produce un voltaje
de salida de 1,1 voltios, suficiente para activar sensores de baja potencia.
El circuito preparado por el equipo de la Universidad de Washington está
construido con piezas que miden 130 nanómetros, y tiene un consumo promedio de
sólo 10 nanovatios de potencia.
Es muy poco probable que la energía forestal sustituya a la energía solar en la
mayoría de las aplicaciones, pero el sistema sería una interesante opción de bajo
costo para energizar sensores forestales que se utilizarían en áreas boscosas para la
vigilancia de las condiciones medioambientales o la detección de incendios. La
electricidad obtenida del árbol también serviría para evaluar su estado de salud.
-ENLACES A INFORMACION SUPLEMENTARIA EN INTERNET:
University of Washington
4.6. DINÁMICA
REALIZACIÓN DE UN JUEGO DE PREGUNTAS Y RESPUESTAS.
PROPUESTA DE TRABAJO.
Realizar y construir un juego de 7 preguntas y 7 respuestas relacionadas con el
circuito eléctrico de forma que cuando conectemos la pregunta con la respuesta
adecuada, se encienda una bombilla.
CONEXIONADO ELÉCTRICO
Estas conexiones se realizarán por la parte inferior de la madera, es decir, que no se
debe ver. Deben estar conectadas mediante un cable eléctrico cada pregunta con su
respuesta, para que al tocar con las pinzas cerremos el circuito eléctrico y se ilumine
la bombilla “Correcto”.
ESQUEMA ELECTRICO
El circuito se podría mejorar añadiendo un fusible como elemento de
protección y un interruptor para apagar el juego cuando no lo utilicemos.
EJERCICIO
Completa la siguiente tabla, teniendo en cuenta el esquema eléctrico anterior.
PREGUNTA
RESPUESTA
1
2
3
A
4
5
6
7
ALGUNOS EJEMPLOS DE PREGUNTAS PUEDEN SER:
1 . PREGUNTA. ¿ Qué tipo de circuito eléctrico hay en una vivienda?
Respuesta C. En paralelo
2 . PREGUNTA. ¿ Cómo es la intensidad de corriente en un circuito en serie?
Respuesta D. Es la misma.
REALIZACIÓN DE UNA DINÁMICA
Para que los niños entiendan los circuitos en serie, haremos que se coloquen
formando un corro, donde uno de los niños actuará como voltímetro y otro como
amperímetro, otros dos como bombillas (lámparas) y por último uno que represente el
papel de la batería, junto con los demás niños que harán la vez de circuito.
La idea es hacer pasar unas chocolatinas a través de los niños, haciéndolas pasar
desde una mano del niño que representa a la batería, hasta hacerlas llegar a la otra
mano de este, de manera que quede expuesto el mecanismo mismo de un circuito en
serie.
Se hará notar que por el niño que representa al amperímetro van circulando todas las
chocolatinas, así como la frecuencia con las que lo van haciendo.
Así mismo, si un niño se quita, abre con ello el corro formado, y quedará demostrado
que al llegar la chocolatina hasta el niño que falta esta no puede pasar, viéndose que
un corro abierto no hace pasar las chocolatinas a través de él, de igual manera que un
circuito en serie no hace pasar la corriente.
Ahora para que los niños entiendan los circuitos en paralelo, haremos que se
coloquen formando igualmente un corro, donde una hilera de niños quede conectados
desde un lado al otro del corro, de manera que las chocolatinas irán pasando unas
veces por un lado y otras por este otro lado.
En este caso, la idea es que los niños comprendan que al haber alternancia de
caminos para las chocolatinas, la intensidad que marcará el niño amperímetro, según
unas veces se coloque antes o después de la alternancia de caminos, será igual o
inferior respectivamente, a la registrada anteriormente en el modelo en serie.
Se hará notar igualmente, que si un niño se retira del corro, según esté después de la
alternancia de caminos o antes, el circuito se convierte en serie o el circuito se abre.
De esta manera los niños entenderán que un circuito en paralelo al abrir uno de sus
caminos alternativos sigue haciendo pasar la corriente a su través.
PRÁCTICA: CONSTRUYE UNA PILA
¿ Qué es una pila?
Una pila es un dispositivo que permite obtener una corriente eléctrica a partir de una
reacción química.
Material que vas a necesitar:
•
•
•
•
•
•
Un vaso
Una botella de vinagre
Un trozo de tubería de cobre (de las que se usan para las conducciones de agua)
Un sacapuntas o afilalápices metálico
Cables eléctricos
Un aparato que vamos a hacer funcionar con la pila (puedes utilizar cualquier
aparato que funcione con pilas, como por ejemplo, un despertador o una
felicitación de navidad con música).
¿ Cómo construir la pila?
Toda pila consta de dos electrodos (generalmente dos metales) y un electrolito (una
sustancia que conduce la corriente eléctrica). En este caso vamos a utilizar como
electrodos los metales cobre y magnesio. En concreto, vamos a utilizar una tubería de
cobre y un sacapuntas, cuyo cuerpo metálico contiene magnesio. Como electrolito
vamos a utilizar vinagre.
Construir la pila es muy sencillo sólo tienes que introducir los electrodos en el
interior del vinagre contenido en un vaso y unir un cable a cada uno de ellos (tal
como muestra la figura).
Debes tener cuidado de que la tubería de cobre se encuentre bien limpia. Para
limpiarla puedes frotarla con un papel de lija.
¿ Cómo hacer que funcione?
Para hacerla funcionar sólo tienes que unir los dos cables que salen de los electrodos
a un aparato que funcione con pilas. El problema es que esta pila proporciona una
intensidad de corriente muy baja, debido a que tiene una alta resistencia interna, por
ello no siempre vas a conseguir que funcione. Por esto debes elegir un aparato que
requiera una potencia muy baja.
Sólo tienes que unir los cables de la pila a los dos polos del portapilas del aparato.
Pero no olvides que hay que buscar cuál es la polaridad correcta, sino puede que el
aparato no funcione.
¡OJO! Mientras no se utilice, hay que tener el sacapuntas fuera del vinagre para evitar
que reaccionen. Observarás que cuando entran en contacto, el magnesio del
sacapuntas reacciona con el ácido del vinagre y se desprenden numerosas burbujas.
Se trata de gas hidrógeno.
BIBLIOGRAFÍA
La Ciencia de los alumnos J. Hierrizuelo y A. Moreno. Ed. Laila/Mec.
Aprendiendo a aprender Novak y Godwin. Ed. Martínez Roca.
Didáctica de Física y Química (curso C.A.P.)
Proyecto Discovery Box Colombia.